Todos os dias, milhões de células morrem em nosso corpo. Além do geralmente assumido, as células não simplesmente explodem no final de suas vidas, mas uma proteína específica serve como um ponto de ruptura para a ruptura da membrana celular. Pesquisadores da Universidade de Basel agora conseguiram elucidar o mecanismo exato no nível atômico. Eles publicaram seus resultados em Natureza.
A morte celular é crucial para todos os organismos. Células danificadas ou células infectadas com vírus ou bactérias se eliminam iniciando um programa de “suicídio” embutido, que impede o desenvolvimento de tumores e a disseminação de patógenos no corpo.
Até recentemente, supunha-se que as células simplesmente explodiam e morriam no final de sua vida. Agora, pesquisadores do Biozentrum da Universidade de Basel, da Universidade de Lausanne e do Departamento de Ciência e Engenharia de Biossistemas (D-BSSE) da ETH Zurich forneceram novos insights sobre a etapa final da morte celular. Na revista científica “Nature”, eles descrevem como uma proteína chamada ninjurin-1 se monta em filamentos que funcionam como um zíper e abrem a membrana celular, levando à desintegração da célula. Os novos insights são um marco importante na compreensão da morte celular.
A proteína atua como um ponto de ruptura na membrana celular
Vários sinais, como componentes bacterianos, acionam a maquinaria da morte celular. No estágio final desse processo, a membrana protetora da célula é comprometida por minúsculos poros que permitem que os íons fluam para dentro da célula. “O entendimento comum era que a célula incha até finalmente estourar devido ao aumento da pressão osmótica”, explica o professor Sebastian Hiller, que lidera um grupo de pesquisa no Biozentrum, Universidade de Basel. “Agora estamos resolvendo como as células realmente se rompem. Em vez de estourar como um balão, a proteína ninjurin-1 fornece um ponto de ruptura na membrana celular, causando ruptura em locais específicos.”
Usando técnicas avançadas, como microscópios altamente sensíveis e espectroscopia de RMN, os cientistas conseguiram elucidar o mecanismo pelo qual a ninjurin-1 induz a ruptura da membrana no nível de átomos individuais. Ninjurin-1 é uma pequena proteína embutida na membrana celular.
“Ao receber o comando de suicídio, duas proteínas ninjurin-1 inicialmente se agrupam e criam uma cunha na membrana”, explica Morris Degen, primeiro autor do estudo e aluno de doutorado na Escola de Doutorado do Instituto Suíço de Nanociências. “Grandes lesões e buracos são formados por muitas outras proteínas anexadas à cunha inicial. Dessa forma, a membrana celular é aberta peça por peça até que a célula se desintegre completamente.” Os detritos celulares são então removidos pelo próprio serviço de limpeza do corpo.
“Agora é evidente que as células não explodem sem ninjurin-1. Elas incham até certo ponto devido ao influxo de íons, mas a ruptura da membrana depende da função dessa proteína”, acrescenta Hiller. “O capítulo dos livros didáticos sobre morte celular será expandido com esses belos insights estruturais.”
Terapia para prevenir ou promover a morte celular
A compreensão mais profunda da morte celular facilitará a busca por novos alvos de drogas. Intervenções terapêuticas para tratar o câncer são concebíveis, uma vez que algumas células tumorais evitam a morte celular programada. Além disso, no caso de morte celular prematura observada em doenças neurodegenerativas, como a doença de Parkinson, ou em condições de risco de vida, como choque séptico, drogas que interferem nesse processo são uma opção de tratamento em potencial.